Grazie ai campioni raccolti dal rover cinese Chang’e-5 gli scienziati hanno cambiato le datazioni sull’attività vulcanica della Luna.

Cinquant’anni fa, la NASA e il programma spaziale sovietico hanno condotto le prime missioni di ritorno di campioni dalla Luna. Ciò includeva le rocce lunari riportate sulla Terra dagli astronauti dell’Apollo e quelle ottenute dalle missioni robotiche che facevano parte del programma Luna sovietico. L’analisi di queste rocce ha rivelato molto sulla composizione, la formazione e la storia geologica della Luna. In particolare, gli scienziati hanno concluso che le rocce si sono formate da eruzioni di vulcani avvenute più di tre miliardi di anni fa. Negli ultimi anni però, c’è stata una rinascita nell’esplorazione lunare poiché la NASA e altre agenzie spaziali hanno inviato missioni robotiche sulla Luna in preparazione per missioni con equipaggio.

La Cina ha inviato più orbiter, lander e rover sulla Luna come parte del programma Chang’e, comprese le missioni di ritorno di campioni. Ora nuovo studio condotto da scienziati planetari dell’Accademia cinese delle scienze (CAS) ha analizzato campioni ottenuti dal rover Chang’e-5 datati due miliardi di anni fa. La loro ricerca potrebbe fornire preziose informazioni su come il giovane vulcanismo abbia plasmato la superficie lunare.

Un’attività vulcanica più “recente” (in tempi geologici)

La Luna in alta definizione
La Luna in alta definizione. Credits: NASA

Sulla base dei campioni restituiti dalle missioni Apollo e Luna, gli scienziati hanno teorizzato che la Luna sia geologicamente morta negli ultimi tre miliardi di anni. Tuttavia, i nuovi campioni di roccia lunare ottenuti dalla missione Chang’e-5 (e riportati sulla Terra nel 2021) avevano solo 2 miliardi di anni, indicando che l’attività vulcanica si è verificata almeno un miliardo di anni in più rispetto a quanto previsto in precedenza. Essendo un piccolo corpo roccioso, il calore che ha alimentato il vulcanismo sulla Luna si sarebbe dovuto disperdere molto prima che si verificassero queste eruzioni.

In precedenza, gli scienziati hanno ipotizzato che il vulcanismo in fase avanzata potrebbe essere stato determinato da un elevato contenuto di acqua o dal decadimento di elementi radioattivi nel mantello lunare. Tuttavia, le numerose analisi effettuate sui campioni ottenuti dal rover Chang’e-5 hanno escluso tale consenso. Sulla base della loro analisi, i ricercatori del CAS hanno scoperto che i minerali con punti di basso punto di fusione nel mantello avrebbero potuto consentire la compressione, portando a un giovane vulcanismo

Per la loro analisi, il team CAS ha condotto una serie di simulazioni di cristallizzazione frazionata e fusione del mantello lunare che hanno confrontato 27 clasti di basalto ottenuti dalla missione Chang’e-5 con quelli restituiti dalle missioni Apollo. Hanno scoperto che i giovani campioni di magma avevano concentrazioni di ossido di calcio e ossido di titanio più elevate rispetto ai vecchi campioni di magma Apollo. La presenza di questi minerali, che si sciolgono più facilmente rispetto ai precedenti minerali accumulati nel mantello lunare, significa che il vulcanismo sarebbe stato guidato dalla gravità e avrebbe causato il ribaltamento del materiale nel mantello.

Similitudini tra Luna e Marte

Eclissi Totale di Superluna
Eclissi Totale di Superluna. Credit: Daniele Gasparri

La loro analisi ha rivelato che la compressione del mantello potrebbe essersi verificata a profondità simili ma a temperature più fredde che avrebbero comunque prodotto vulcani. Questa ricerca non è dissimile da ciò che gli scienziati planetari hanno appreso su Marte negli ultimi anni. Miliardi di anni fa, il Pianeta Rosso ha avuto migliaia di eruzioni sulla sua superficie, alcune delle quali hanno provocato i più grandi vulcani del Sistema Solare (come l’Olympus Mons).

Gli scienziati sospettavano che Marte fosse geologicamente morto mentre il suo interno si raffreddava, ma recenti scoperte hanno indicato che potrebbe ancora sperimentare un’attività vulcanica limitata.

Questo studio presenta invece la prima possibile spiegazione per il giovane vulcanismo sulla Luna che è compatibile con i campioni restituiti dal rover Chang’e-5 e potrebbe aiutare futuri studi planetari dell’evoluzione termica e geologica della Luna. Il magma lunare raccolto da Chang’e-5 è stato prodotto a profondità simili ma più fredde di 80° C rispetto ai vecchi campioni raccolti dalle missioni Apollo. Ciò significa che il mantello lunare ha subito un lento e prolungato raffreddamento da circa 3 miliardi a 2 miliardi di anni fa.

La ricerca è stata condotta da un team dell’Istituto di Geologia e Geofisica dell’Accademia Cinese delle Scienze (IGGCAS) e un articolo che descrive le loro scoperte è apparso sulla rivista Science Advances il 21 ottobre.

Riferimenti: Universe Today, Chinese Academy of Science

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